Цепь Даниеля

Рис. 53. Схема разомкнутой цепи Даниеля.

Рис. 54. Схема работающей цепи Даниеля.

Электродные реакции. Громадное значение теории Нернста заключается не только в том, что она дает связь между ЭДС и составом раствора, а еще и в том представлении, что процесс, протекающий в гальваническом элементе, разбивается на две независимых электродных реакции, из которых одна всегда состоит в приобретении электрона (восстановление), а другая — в его отдаче (окисление). Например в разобранной нами цепи Даниеля первый процесс [c.360]

В качестве примера рассмотрим, чему будет равняться э.д.с. только что рассмотренного гальванического элемента Якоби — Даниеля, если концентрации (активности) ионов цинка и меди равны между собой, т. е. z, + u2+ Для наглядности расчета запишем эту цепь [c.231]

В обычном электроосмосе мы прилагаем извне разность потенциалов к капиллярной системе и отмечаем движение жидкости. В этом же случае движение жидкости происходит во внутренней цепи гальванического элемента, если он построен на пористом теле. Были проведены опыты на кварцевых порошковых системах с элементом Якоби—Даниеля [c.69]

Химическую цепь, лежащую в основе элемента Даниеля — Якоби, записывают следующим образом [c.319]

Схематически элемент Даниеля — Якоби можно представить в виде цепи [c.193]

Реакции, идущие в обратимых элементах. Знание реакций, идущих в обратимых цепях, необходимо для решения многих вопросов. Для иллюстрации приемов, применяемых для определения этих реакций, будет рассмотрено несколько типов цепей. Например, элемент Даниеля представляет собой [c.262]

Способы обозначения и знак. Гальваническая цепь сокращенно обозначается так, что последовательно пишут в одну строчку все реагирующие вещества, разделяя вертикальной чертой те места, где возникает скачок потенциала. Например для знакомого нам элемента Даниеля надо писать [c.364]

В химических цепях электрическая энергия возникает не за счет осмотической работы разбавления, а за счет работы химической реакции. К этим цепям принадлежит рассмотренный уже элемент Даниеля. Несколько других типичных примеров рас-сматриваются ниже. [c.385]

Совершенно безразлично, является ли проводник металлом или жидкостью. Так, например, в гальваническом элементе, оба полюса которого соединены проволокой, общее сопротивление цепи слагается из внешнего сопротивления проволоки и внутреннего сопротивления жидкости, находящейся в элементе в описанном уже элементе Даниеля — растворов сернокислого цинка и сернокислой меди Пусть внешнее сопротивление равно 1000 омам, а внутреннее—100 омам, тогда падение потенциала при электродвижущей силе элемента в 1,10 вольт составляет для первого 1 вольт, для последнего 0,1 вольт. Это отличает электродвижущую силу [c.14]

Оба вопроса были разрешены опытом Даниеля, который — по крайней мере с точки зрения существовавших в то вре.чя воззрений — окончательно выяснил роль воды при проводимости. Он подвергал электро-лизу водные растворы сернокислого натрия и серной кислоты, включенные в одну и ту же цепь, и нашел, что выделяющиеся из обоих электролитов количества водорода и кислорода, равно как и количества щелочи и кислоты, образующиеся у электродов первого электролита, друг другу эквивалентны. Таким образом взгляд Берцелиуса был опровергнут. Действительно, по Берцелиусу, в описанном случае мы имели бы при электролизе соли двоякое электролитическое действие, а именно разложение соли на щелочь и кислоту и одновременно разложение эквивалентного количества воды на водород и кислород, что противоречило закону Фарадея. В согласии с данным законом Даниель пришел к выводу, что положительным ионом является N3, а отрицательным — 30 приблизившись к электродам, ионы эти теряют свой заряд и действуют затем на воду, причем выделяются водород и кислород, и образуются щелочь и кислота. [c.46]

Если мы рассмотрим гальваническую цепь, состоящую из дв металлов и двух растворов, например элемент Даниеля цинк- /сернокислый цинк, сернокислая медь/, медь — и замкнутую медной проволокой, то мы имеем четыре места возникновения разности потенциалов. [c.175]

Если гальваническая цепь относится к типу элементов Якоби — Даниеля, то реакция (V—1) может быть записана следующим образом [c.62]

Для определения электродных потенциалов в солевых расплавах обычно пользуются химическими цепями либо цепями Якоби — Даниеля. Например, если требуется определить электродный потенциал какого-либо металла (Mei) по хлорному электроду, измеряют э. д. с. соответствующей химической цепи [c.63]

Наоборот, металлы с о>0 не реагируют заметно с водой. Мы говорим, что вторые более бла. -ородны, чем первые. Положение металла в ряде напряжений может измениться при изменении концентрации его ионов. В цепи Даниеля обычного типа Си имеет по отношению к 2п (- -, заряд, но например уменьшая очень сильно концентрацию Си" , прибавляя к нему СН и связывая его этим в комплексный ион, можно получить перемену знака Е (2п положителен относительно Си). [c.400]

Элемент Мейдингера. В противоположность ранее описанным, элемент Мейдингера представляет собой видоизменение цепи Даниеля. Концентрация Zn в нем мала (раствор М 50 , а Си очень велика (насыщенный СиБО ). Конструкция ясна из рис. 65. Деполяризация на Си-электроде обеспечивается поддерживанием постоянного насыщения (твердый Си304 в верхнем сосуде). [c.433]

Резюмируя вышесказанное, мы видим, что между так называемыми окислительными и восстановительными цепями и цепями Даниеля нет никакого существенного различия и что можно надеяться нстретить и здесь все те закономерности, которые были найдены для цепей Даниеля. [c.243]

Для вычисления э. с. такого рода обратимых цепей при не слишком высокой конценграции можно ( ывести формулы, соверщенно аналогичные полученным выше лля цепей Даниеля ). [c.243]

Теперь мы остановимся еще на одном интересном новом явлении, относящемся, к злектроосмосу, а именно на возникновении электроосмотического потока жидкости во внутренней цепи гальванического элемента, построенного на пористой среде. Это явление было замечено впервые практиками. При проведении опытов по проверке швейцарского патента Эрнста (1940 г.), предложившего использовать электроосмос для сушки сырых стен кирпичных зданий, инженерами-стронтелями Б. В. Матвеевым и О. М. Фридманом был предложен способ осушки, заключающийся в заделке гальванических элементов типа Даниеля в кладку стены. Эти авторы сообщили о положительных результатах, полученных ими на различных объектах при испытании предложенного способа. О. М. Фридман назвал это явление гальваноосмос , но природа этого явления им не была изучена. На нашей кафедре А. С. Окунев и Д. А. Фридрихсберг исследовали это явление и дали обоснование его электроосмотической природы. [c.69]

В элементе Даниеля металл (2п) окисляется на аноде до ионов металла, в то время как ионы Си н о). находящиеся в растворе, восстанавливаются на катоде до металла. Из этого ясно, что скорость и порядок анодной и катодной реакций должны быть эквивалентны, так как они зависят от скорости передачи заряда (электронов) через металлическую часть цепи. В этвм элементе два электрода физически разделены, и скорость передачи заряда можно легко определить с помощью амперметра в цепи. [c.27]

Сложные химические цепи. Примерами сложных химических цепей являются первичные элементы Даниеля — Якоби и Лек-ланше. [c.193]

ТОК через цепь не проходит при этом в элементе не должно происходить химических изменений. Если же внешняя э. д. с. уменьшается на бесконечно малую величину, то через цепь начинает проходить ток и на электродах должны происходить химические превращения, причем количество превращающегося веще ства будет пропорционально количеству прошедшего электричества. С другой стороны, если внешняя э. д. с. увеличивается на небольшую величину, то и ток и реакция в элементе должны итти в обратном направлении. Упомянутый выше элемент Даниеля удовлетворяет этим требованиям и, следовательно, может быть назван обратимым. Следует отметить, что электрохимические элементы могут работать обратимо только тогда, когда проходящие токи бесконечно малы и система практически не выходит из состояния равновесия. Если проходящие токи велики, то вследствие сравнительной медленности диффузии возникают градиенты концентрации, и элемент нельзя считать находящимся в состоянии равновесия. [c.258]

Предлагались также схемы, в которых гальванический элемент разъединялся на полуэлементы, а последние замыкались через исследуемые растворы при помощи агар-агаровых или других электролитических ключей. По величине отклонения стрелки гальванометра, т. е. по силе тока, протекающего в цепи, судят о сопротивлении раствора в предположении, что в период измерения не происходит значительных изменений ЭДС элемента, и допуская, что имеющая место поляризация электродов не оказывает влияния на точность измерения. К числу таких работ относится, например, работа Г. М. Вайнштейна (1938), использовавшего для этой цели элемент Даниеля. И. Я. Хлопин (1940) проверил на серийных анализах способ Г. М. Вайнштейна и пашел ряд технических неудобств и недостатков. [c.114]

Процессы, происходящие в работающем (замкнутом) элементе, также ясны в этой схеме. Вследствие разной электролитической упругости растворения в объеме обоих электродов создаются различные концентрации свободных электронов. Процесс идет в направлении выравнивания этих концентраций, что создается движением электронов по проводнику, замыкающему элемент, от большей электролитической упругос ги растворения к меньшей. Например в элементе Даниеля электроны переходят из цинкового электрода на медный. Благодаря этому на первом оказывается электронов меньше, чем это отвечает равновесию диссоциации атомов металла. Этот недостаток пополняется добавочной диссоциацией. Последняя в свою очередь образует избыток ионов цинка по сравнению с тем равновесием, которое отвечает их гидратации, и этот избыток устраняется добавочной гидратацией избыточных ионов и переходом их в раствор. Противоположные процессы происходят на медном электроде, который получает избыточные электроны по сравнению с равновесием диссоциации. Они соединяются с частью ионов, уже имевшихся в медном электроде, образуя атомы меди. Убыль ионов пополняется их переходом из раствора и дегидратацией. Такие же процессы происходят в любых гальванических цепях. [c.362]

Для предохранения от коррозии наиболее дещевым и действительным способом является покрытие металла краской или лаком. Это покрытие однако непрочно и должно быть часто возобновляемо. Более долговечно покрытие другими металлами, при котором надо различать два случая. Если покрывающий металл имеет меньшую электролитическую упругость растворения, чем покрываемый (более благороден), то покрытие им достигает цели лишь до тех пор, пока покрывающий слой не поврежден, В местах его повреждения возникают локальные цепи между обоими металлами, причем покрываемый металл образует катод, переходя в раствор (подобно цинку в паре с медью в элементе Даниеля). Поэтому покрытие оловом, медью, свинцом и пр. железа очень хорошо предохраняет последнее от коррозии до тех пор, пока слой не поврежден. В последнем случае покрытие лишь ускоряет коррозию. Если покрывающий металл имеет большую электролитическую упругость растворения, чем покрываемый, то он обычно менее стоек к внешним влияниям, но зато при повреждении слоя именно покрывающий металл является катодом и растворяется раньше покрываемого. Поэтому так эффективно покрывание железа цинком и особенно кадмием, входящим последнее время в употребление. [c.430]

Теперь мы уже понимаем, как определяются неизвестные электродвижущие силы или сопритивления. Сила тока J измеряется очень пр сто мы взвешиваем выделенную в единицу времени медь в миллиграммах и посредством деления на 0,3294 п лучаем силу тока в амперах. Если мы желаем найти сопротивление какой-либо цепи, т > в зьмем хотя бы элемент Даниеля, обладающий электродвижущей силой в 1,10 вольт и, включив его в нашу цепь, измерим силу т ка. Пусть она будет равной 0,001 ампер. Тогда, по закону Ома, сопротивление выражается через [c.11]

Если, не изменяя сопротивления, мы включим в ту же самую цепь вместо элемента Даниеля. неизвестную электромоторную силу Е, то, измерив вновь силу тока, мы легко получим Е в вольтах. Допустим, например, что новая сила тока оказалась равной 0,01 ампер, тигда [c.12]

Обратимые и необратимые цепи. Всякая система, дающая электрическую энергию, вследствие протекающих в ней химических реакций или физических процессов, как диффузия и т. д., носит название гальванической цепи. При этом не играет никакой роли, происходит ли реакция между твердыми и жидкими телами, или при участии газообразных веществ. Все цепи или элементы, как их также называют, могут быть разделены на два класса на обратимые и необратимые. К первому классу относится, например, элемент Даниеля цинк/раствор сернокислого цинка/раствор сернокислой меди/медь. Представим себе, что э. с. элемента Даниеля точно компенсируется другой э. с., включенной против нее. Еслы мы нескольк ) уменьшим последнюю, то элемент начинает действовать цинк переходит в раствор, а медь выделяется. Если же мы последнюю э. с. увеличим по сравнению с элементом Даниеля, то медь растворяется, а цинк выделяется, и снова восстанавливается первоначальное состояние. Теоретически об обратимом элементе можно сказать, что максимальная электрическая энергия, получаемая при его действии (при постоянной температуре), как раз достаточна для того, чтобы перевести его в первоначальное состояние. Этим самым дано определение обратимого элемента. [c.160]

Влияние изменения концентрации электролита в любой химической цепи на э с. может быть нами предска ано на основ.ании данных, полученных при рассмотрении концентрационных цепей. При действии элемента Даниеля ионы цинка переходят в раствор сернокислого цинка, а ионы меди выделяются из раствора сернокислой меди. Если мы увеличим концентрацию новых ионов цинка, то, очевидно, переход в раствор ионов этим затрудняется э. с. падает. Напротив, если мы увеличим концентрацию ионов меди, то мы облегчим их выделение э. с. возрастает. При одинчковом изменении концентрации обоих растворов э. с. остается неизменной, так как влияние этих изменений у обоих электродов взаимно ком тенсируется. Вообще, можно установить, как правило, что э. с. элемента уменьшается, если повышается концентрация раствора у того электрода, который при действии элемента посылает ионы в раствор наоборот, э. с. повышается при увеличении концентрации раствора у того этектрода, на котором ионы выделяются. Например в цепи цинк/ сернокислый цинк/соляная кислота/хлор разбавление обоих растворов влечет за собой возрастание э. с. [c.219]

Мы переходим теперь к одному виду химических цепей, на первый взгляд совершенно отличных от только что нами рассмотренных, типичным представителем которых являлся элемент Даниеля. Опустим один электрод из платинированной платины в раствор двухлористого олова, а другой такой же электрод — в раствор хлорного железа средней концентрации если мы соединим теперь оба электрода посредством металлического проводника, то получим ток, идущий в элементе от хлористого олова к хлорному железу. Каждый трехвалентный ферри-ион отдает при этом один заряд и переходит в ферро-ион, в то время как станно-ионы, присоединяя два положительных заряда, переходят в станни-ионы [c.242]

Электрохимические методы электродвижущие силы гальванических элементов (химических, концентрационных и цепей Якоби — Даниеля) напряжение разложения вольтаметрия амперометрия кулонометрия хронопотенциометрия полярография. [c.37]

Термодинамический расчет Хэмера Расчет из э. д. с. цепей Якоби—Даниеля и химических цепей [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология